(57)【要約】【課題】便座と電気便座本体とを完全に脱着できるとともに、便座の温度制御ができる電気便座を提供することを目的とする。【解決手段】便座側電気回路４と本体側電気回路１０とを電気配線３８、３９の２線で接続するとともに、制御部３６が、ゼロクロスパルス回路４１の出力と、抵抗３２とダイオード３０の直列回路における接続点の電位とに基づいて、トライアック３１の導通・非導通を制御するものであり、従来の４線で接続する場合に比べて電気配線数を減らすことができ、便座と電気便座本体とを完全に脱着する構成の実現性を向上することができるとともに、便座と電気便座本体との電気配線が２本にもかかわらず、従来と同様に便座の温度制御を行うことができる。【選択図】図２
2006141520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座の温度を検出する温度検出手段と、便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路は、前記ヒータと、便座側第一整流器と、前記温度検出手段と、便座側第二整流器を有し、前記本体側電気回路は、スイッチング素子と、本体側第一整流器と、抵抗と、本体側第二整流器と、前記商用交流電源の電圧の位相を検出する位相検出手段と、制御部を有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線で接続され、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路と前記商用交流電源とにより構成される電気回路は、前記商用交流電源の一端に一端が接続される前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路の他端と前記商用交流電源の他端との間に接続される前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路に並列接続される前記温度検出手段と前記便座側第二整流器の直列回路と、前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路には前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路が並列接続され、前記商用交流電源の一方の半周期期間は、前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器が導通し前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器は非導通となるように接続され、前記商用交流電源の他方の半周期期間は、前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器が導通し前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器は非導通となるように接続され、前記位相検出手段は、前記商用交流電源の電圧の位相を検出し、前記制御部は、前記位相検出手段の出力と、前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路の接続点における電位とに基づいて前記スイッチング素子の導通・非導通を制御する電気便座。
【請求項２】
便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座の温度を検出する温度検出手段と、便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路は、前記ヒータと、便座側第一整流器と、前記温度検出手段と、便座側第二整流器を有し、前記本体側電気回路は、スイッチング素子と、本体側第一整流器と、抵抗と、本体側第二整流器と、前記商用交流電源の両端電圧が零ボルト付近の位相でパルス電圧を出力するゼロクロスパルス回路と、制御部を有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線で接続され、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路と前記商用交流電源とにより構成される電気回路は、前記商用交流電源の一端に一端が接続される前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路の他端と前記商用交流電源の他端との間に接続される前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路に並列接続される前記温度検出手段と前記便座側第二整流器の直列回路と、前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路には前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路が並列接続され、前記商用交流電源の一方の半周期期間は、前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器が導通し前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器は非導通となるように接続され、前記商用交流電源の他方の半周期期間は、前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器が導通し前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器は非導通となるように接続され、前記ゼロクロスパルス回路は、前記商用交流電源の両端電圧が零ボルト付近の位相でパルス電圧を出力し、前記制御部は、前記ゼロクロスパルス回路がパルス電圧を出力してから所定時間後の、前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路の接続点における電位に基づいて前記スイッチング素子の導通・非導通を制御する電気便座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータで便座を暖める電気便座に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気便座は、ヒータを有する便座と電気便座本体とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。一般的には、便座には、ヒータのほか便座温度を検出するサーミスタが設けられ、電気便座本体には、サーミスタが検出する便座の温度に基づいてヒータを制御する本体側電気回路が設けられている。ヒータとサーミスタは、中継コネクタにより本体側電気回路と電気的に接続されている。そして、電気便座本体は電源コードを介して電源に接続されている。
【特許文献１】特開２０００−２１０２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、ヒータ用の配線が２本とサーミスタ用の配線が２本の合計４本の電気的な配線が必要となる。したがって、便座と電気便座本体を完全に脱着するにはその構成上実現が難しいという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、便座と電気便座本体とを完全に脱着できるとともに、便座の温度制御ができる電気便座を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気便座は、便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座の温度を検出する温度検出手段と、便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路は、前記ヒータと、便座側第一整流器と、前記温度検出手段と、便座側第二整流器を有し、前記本体側電気回路は、スイッチング素子と、本体側第一整流器と、抵抗と、本体側第二整流器と、前記商用交流電源の電圧の位相を検出する位相検出手段と、制御部を有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線で接続され、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路と前記商用交流電源とにより構成される電気回路は、前記商用交流電源の一端に一端が接続される前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路の他端と前記商用交流電源の他端との間に接続される前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路に並列接続される前記温度検出手段と前記便座側第二整流器の直列回路と、前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路には前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路が並列接続され、前記商用交流電源の一方の半周期期間は、前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器が導通し前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器は非導通となるように接続され、前記商用交流電源の他方の半周期期間は、前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器が導通し前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器は非導通となるように接続され、前記位相検出手段は、前記商用交流電源の電圧の位相を検出し、前記制御部は、前記位相検出手段の出力と、前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路の接続点における電位とに基づいて前記スイッチング素子の導通・非導通を制御するようにしたものである。
【０００６】
これによって、便座側電気回路と本体側電気回路とを電気的に２線で接続するので、従来の４線で接続する場合に比べて電気配線数を減らすことができ、便座と電気便座本体とを完全に脱着する構成の実現性を向上することができるとともに、制御部が、位相検出手段の出力と、抵抗と本体側第二整流器の直列回路における接続点の電位とに基づいて、スイッチング素子の導通・非導通を制御するので、便座と電気便座本体との電気配線が２本にもかかわらず、従来と同様に便座の温度制御を行うことができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電気便座は、便座と電気便座本体とを完全に脱着する構成の実現性を向上することができるとともに、便座と電気便座本体との電気配線が２本にもかかわらず、便座の温度制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座の温度を検出する温度検出手段と、便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路は、前記ヒータと、便座側第一整流器と、前記温度検出手段と、便座側第二整流器を有し、前記本体側電気回路は、スイッチング素子と、本体側第一整流器と、抵抗と、本体側第二整流器と、前記商用交流電源の電圧の位相を検出する位相検出手段と、制御部を有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線で接続され、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路と前記商用交流電源とにより構成される電気回路は、前記商用交流電源の一端に一端が接続される前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路の他端と前記商用交流電源の他端との間に接続される前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路に並列接続される前記温度検出手段と前記便座側第二整流器の直列回路と、前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路には前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路が並列接続され、前記商用交流電源の一方の半周期期間は、前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器が導通し前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器は非導通となるように接続され、前記商用交流電源の他方の半周期期間は、前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器が導通し前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器は非導通となるように接続され、前記位相検出手段は、前記商用交流電源の電圧の位相を検出し、前記制御部は、前記位相検出手段の出力と、前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路の接続点における電位とに基づいて前記スイッチング素子の導通・非導通を制御する電気便座とすることにより、便座側電気回路と本体側電気回路とを電気的に２線で接続するので、従来の４線で接続する場合に比べて電気配線数を減らすことができ、便座と電気便座本体とを完全に脱着する構成の実現性を向上することができるとともに、制御部が、位相検出手段の出力と、抵抗と本体側第二整流器の直列回路における接続点の電位とに基づいて、スイッチング素子の導通・非導通を制御するので、便座と電気便座本体との電気配線が２本にもかかわらず、従来と同様に便座の温度制御を行うことができる。
【０００９】
第２の発明は、便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座の温度を検出する温度検出手段と、便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路は、前記ヒータと、便座側第一整流器と、前記温度検出手段と、便座側第二整流器を有し、前記本体側電気回路は、スイッチング素子と、本体側第一整流器と、抵抗と、本体側第二整流器と、前記商用交流電源の両端電圧が零ボルト付近の位相でパルス電圧を出力するゼロクロスパルス回路と、制御部を有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線で接続され、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路と前記商用交流電源とにより構成される電気回路は、前記商用交流電源の一端に一端が接続される前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路の他端と前記商用交流電源の他端との間に接続される前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路に並列接続される前記温度検出手段と前記便座側第二整流器の直列回路と、前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路には前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路が並列接続され、前記商用交流電源の一方の半周期期間は、前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器が導通し前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器は非導通となるように接続され、前記商用交流電源の他方の半周期期間は、前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器が導通し前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器は非導通となるように接続され、前記ゼロクロスパルス回路は、前記商用交流電源の両端電圧が零ボルト付近の位相でパルス電圧を出力し、前記制御部は、前記ゼロクロスパルス回路がパルス電圧を出力してから所定時間後の、前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路の接続点における電位に基づいて前記スイッチング素子の導通・非導通を制御する電気便座とすることにより、第１の発明と同様な効果を得ることができるとともにノイズによる温度信号の誤検知を防ぐことができる。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における電気便座を示すものである。
【００１２】
図１に示すように、電気便座は、便座１と電気便座本体２を備えている。便座１は、便座ケース３で覆われ、便座ケース３内には、便座側電気回路４が設けられ、便座側電気回路４には、ヒータ５と、便座１の温度を検出する温度検出手段であるサーミスタ６と、凸状のプラグ７、８とを有する。電気便座本体２は、本体ケース９で覆われ、本体ケース９内には、本体側電気回路１０が設けられ、本体側電気回路１０には、プラグ７、８と接続される凹状のプラグ受け１１、１２と、電源コード１３とを有している。
【００１３】
図２は、電気便座の便座側電気回路４と本体側電気回路１０と商用交流電源４０との電気接続を示す。便座側電気回路４は、便座側第一整流器であるダイオード２１と、ヒータ５と、便座側第二整流器であるダイオード２２と、サーミスタ６などより構成され、本体側電気回路１０は、本体側第一整流器であるダイオード２９と、本体側スイッチング素子であるトライアック３１と、本体側第二整流器であるダイオード３０と、抵抗３２と、制御部３６と、電源部３７と、位相検出手段の一例であるゼロクロスパルス回路４１などより構成されている。便座側電気回路４と本体側電気回路１０とは、図１に示すプラグ７、８をプラグ受け１１、１２に挿入することにより、図２に示した電気配線３８と電気配線３９の２線で接続されている。本体側電気回路１０は、電源コード１３により商用交流電源４０に接続されている。
【００１４】
便座側電気回路４と本体側電気回路１０と商用交流電源４０とにより構成される電気回路は、商用交流電源４０の一端ａに一端が接続されるヒータ５とダイオード２１の直列回路と、ヒータ５とダイオード２１の直列回路の他端と商用交流電源４０の他端ｂとの間に接続されるダイオード２９とトライアック３１の直列回路と、ヒータ５とダイオード２１の直列回路に並列接続されるダイオード２２とサーミスタ６の直列回路と、ダイオード２９とトライアック３１の直列回路に並列接続されるダイオード３０と抵抗３２の直列回路とを有する。
【００１５】
そして、商用交流電源４０の一方の半周期期間は、ダイオード２１とダイオード２９が導通しダイオード２２とダイオード３０は非導通となる向きに接続され、商用交流電源４０の他方の半周期期間は、ダイオード２２とダイオード３０が導通しダイオード２１とダイオード２９は非導通となる向きに接続される。また、商用交流電源４０の両端の信号は、ゼロクロスパルス回路４１に入力されており、ゼロクロスパルス回路４１の出力と、抵抗３２とダイオード３０の直列回路における接続点ｃの電位は、制御部３６に入力され、制御部３６の出力は、トライアック３１のゲート端子に入力されている。制御部３６とゼロクロスパルス回路４１を動作させるのに必要な電源は、電源部３７により供給されている。
【００１６】
以上のように構成された電気便座について、以下その動作、作用を説明する。
【００１７】
まず、商用交流電源４０の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高くなる位相の半周期期間は、商用交流電源４０→抵抗３２→ダイオード３０→電気配線３９→サーミスタ６→ダイオード２２→電気配線３８→商用交流電源４０の回路が構成されることになる。制御部３６に入力されるｃ点のコモン電位ｄ点から見た電圧Ｖｃｄは、電源部３７の電圧をＶｃｃとし、抵抗３２の両端電圧を図２に示す向きにＶＲ１とすれば、Ｖｃｄ＝Ｖｃｃ−ＶＲ１と表される。ＶＲ１は、商用交流電源４０の電圧をｖｉｎ、抵抗３２の抵抗値をＲ１、サーミスタ６の抵抗値をＲ２とし、ダイオード３０の順方向電圧降下とダイオード２２の順方向電圧降下を無視すれば、ＶＲ１＝（ｖｉｎ・Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）となるので、結局、Ｖｃｄ＝Ｖｃｃ−（（ｖｉｎ・Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２））となる。サーミスタ６は、便座１の温度変化に応じて抵抗値が変化するので、制御部３６に入力されるＶｃｄは、上式より明らかなように、便座１の温度変化に応じて電圧の大きさが変化することになる。
【００１８】
また、ゼロクロスパルス回路４１は、商用交流電源４０の両端電圧の信号を入力し、商用交流電源４０の両端電圧がゼロボルトになる付近の位相でパルス電圧ｖｚｖｐを出力するようになっており、制御部３６は、ゼロクロスパルス回路４１がｖｚｖｐを出力してから所定時間である商用交流電源４０の周期ＴのＴ／４時間後に、Ｖｃｄの大きさを読み取り、便座１の温度を検知する。制御部３６が、Ｖｃｄの大きさを読み取るタイミングを、ゼロクロスパルス回路４１がｖｚｖｐを出力してからＴ／４時間後にすることにより、便座１の温度変化に伴うＶｃｄの大きさの変化が、最も大きくなるポイント、すなわち、ＳＮ比が最大のポイントで、便座１の温度信号を読み取ることにより、いわゆるノイズによる温度信号の誤検知を防ぐことができる。
【００１９】
図３は、Ｖｉｎ、ＶＲ１、Ｖｃｄ、ｖｚｖｐの動作波形を示す。この様に、図２に示す回路は、商用交流電源４０の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高くなる位相の半周期期間は、便座１の温度を検出する機能を有するものである。
【００２０】
次に、商用交流電源４０の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より低くなる位相の半周期期間は、商用交流電源４０→ヒータ５→ダイオード２１→電気配線３９→ダイオード２９→トライアック３１→商用交流電源４０の回路が構成されることになり、制御部３６は、商用交流電源４０の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高くなる位相の半周期期間に入力したＶｃｄの大きさより検出した便座１の温度に基づいて、トライアック３１のゲート端子を駆動・停止することで、トライアック３１の導通・非道通を制御し、ヒータ５を通電・非通電して、便座の温度制御を行う。すなわち、制御部３６は、商用交流電源４０の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高くなる位相の半周期期間に検出した便座１の温度と、あらかじめ設定されている目標温度、例えば、３８℃とを比較し、便座１の温度が３８℃になるようにトライアック３１を駆動して、ヒータ５の通電・非通電を制御する。
【００２１】
以上のように、本実施の形態においては、便座側電気回路４と本体側電気回路１０とを電気的に２線で接続するので、従来の４線で接続する場合に比べて電気配線数を減らすことができ、便座１と電気便座本体２とを完全に脱着する構成の実現性を向上することができるとともに、制御部３６が、ゼロクロスパルス回路（位相検出手段）４１の出力と、抵抗３２とダイオード（本体側第二整流器）３０の直列回路における接続点の電位とに基づいて、トライアック（スイッチング素子）３１の導通・非導通を制御するので、便座１と電気便座本体２との電気配線が２本にもかかわらず、従来と同様に便座の温度制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明にかかる電気便座は、便座と電気便座本体とを完全に脱着する構成の実現性を向上することができるとともに、便座と電気便座本体との電気配線が２本にもかかわらず、便座の温度制御を行うことができるので、電気便座、温水洗浄便座など以外にもヒータで温度制御するその他の機器などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における電気便座の分解斜視図
【図２】同電気便座の回路構成図
【図３】同電気便座の各部電圧の動作波形図
【符号の説明】
【００２４】
１  便座
２  電気便座本体
３  便座ケース
４  便座側電気回路
５  ヒータ
６  サーミスタ（温度検出手段）
９  本体ケース
１０  本体側電気回路
２１  ダイオード（便座側第一整流器）
２２  ダイオード（便座側第二整流器）
２９  ダイオード（本体側第一整流器）
３０  ダイオード（本体側第二整流器）
３１  トライアック（スイッチング素子）
３２  抵抗
３６  制御部
４０  商用交流電源
４１  ゼロクロスパルス回路（位相検出手段）
【図１】
2006141520.tif 000003
【図２】
2006141520.tif 000004
【図３】
2006141520.tif 000005